CN202841838U - 部件安装系统 - Google Patents

Abstract

一种部件安装系统，能够尽早发现检查部内的损坏等的部位的发生，容易确定出损坏等的部位。在基于由拍摄得到的检查用图像来检查部件(4)相对于基板(2)的安装状态的检查部(R2)，控制装置(50)的诊断部(50e)将光电变换元件(40a)在没有接收光的状态下使拍摄头(40)移动而从信号传输线缆(41)传输的数字信号作为检查用信号而采集一定时间，基于得到的结果，在拍摄头(40)经过特定位置时检测出检查用信号的输出电平处于暂时偏离预先设定的基准范围(D)的状态的情况下，判断为信号传输线缆(41)存在异常。

Description

部件安装系统

技术领域

本实用新型涉及部件安装系统，具有将部件安装于基板的部件安装部和检查由部件安装部安装于基板的部件相对于基板的安装状态的检查部。

背景技术

将部件(电子部件)安装于基板而生产安装基板的部件安装系统除了具有进行部件相对于基板的安装作业的部件安装部以外，还具有检查部，该检查部通过摄像头拍摄由部件安装部安装于基板的部件而生成检查用图像，基于该生成的检查用图像来进行部件相对于基板的安装状态的检查(例如，专利文献1)。

在这样的部件安装系统中，在检查部的摄像头中除了具有光电转换元件以外还具有将光电转换元件所输出的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器，通过A/D转换器进行了A/D转换的信号经由与摄像头连接的信号传输线缆而传输到控制装置的图像生成部。在此，信号传输线缆容纳在追随摄像头的移动动作而变形的线缆保护引导构件内，如果摄像头移动，则信号传输线缆在线缆保护引导构件内伸缩。因此，在检查部中不只是摄像头内的部件(例如光电转换元件)，在线缆保护引导构件内的信号传输线缆也存在损坏或劣化(以下，称为损坏等)的担忧，由此产生有损图像数据的可靠性的状况。因此，以往部件安装系统的操作员需要迅速发现在摄像头内的部件或信号传输线缆产生的损坏等的部分，进行该部分的修理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-87450号公报

但是，以往，操作员察觉到在检查部的某部位产生了损坏等的情况大多是得到的检查用图像明显与实际不同时并且此时产生了损坏等的部位的损坏等程度变得相当大的情况，因此具有在此之前得到的检查用图像的数据的可靠性非常低、已进行的检查变得无用的担忧。此外，还存在如下问题点：操作员即使基于得到的检查用图像察觉到检查部的某部位产生了损坏等，也难以迅速确定该损坏等的部位是产生于摄像头内的部件还是产生于信号传输线缆。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种部件安装系统，能够尽早发现检查部内的损坏等的部位的发生，容易确定出损坏等的部位。

本实用新型的技术方案1涉及的部件安装系统，部件安装部，将部件安装于基板；以及检查部，通过摄像头拍摄由部件安装部安装于基板的部件而生成检查用图像，基于该生成的检查用图像来检查部件相对于基板的安装状态，上述检查部具有：设置于摄像头的光电转换元件和将上述光电转换元件所输出的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器；以及信号传输线缆，容纳于伴随上述摄像头的移动动作而变形的线缆保护引导构件内，并传输从A/D转换器输出的数字信号，上述部件安装系统的特征在于，还具有诊断部，将上述光电转换元件在没有接收光的状态下使摄像头移动而从上述信号传输线缆传输的数字信号作为检查用信号而采集一定时间，基于得到的结果在上述摄像头经过特定位置时检测出上述检查用信号的输出电平处于暂时偏离预先设定的基准范围的状态的情况下，判断为上述信号传输线缆存在异常。

技术方案2涉及如技术方案1所述的部件安装系统，其特征在于，上述光电转换元件在没有接收光的状态下输出的模拟信号为上述检查部在摄像头没有进行拍摄的待机状态下输出的信号。

在本实用新型中，将摄像头的光电转换元件在没有接收光的状态下使摄像头移动而从信号传输线缆传输的数字信号作为检查用信号而采集一定时间，基于得到的结果，在摄像头经过特定位置时检测出检查用信号的输出电平处于暂时偏离预先设定的基准范围的状态的情况下，判断为信号传输线缆存在异常，并且能够在与检查用图像的获取没有关系的任意时间进行状诊断，因此能够尽早发现检查部内的损坏等的部位的发生，容易确定出损坏等的部位。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施方式的部件安装系统的俯视图。

图2是本实用新型的一个实施方式的部件安装系统所具有的第一部件安装机的侧视图。

图3是本实用新型的一个实施方式的部件安装系统所具有的第二部件安装机的侧视图。

图4是表示本实用新型的一个实施方式的部件安装系统所具有的检查部的结构的框图。

图5是表示本实用新型的一个实施方式的检查部所具有的线缆保护引导构件的立体图。

图6(a)、6(b)、6(c)、6(d)是表示本实用新型的一个实施方式的检查部所具有的线缆保护引导构件的动作的图。

图7是本实用新型的一个实施方式的部件安装系统所具有的回流后检查机的侧视图。

图8是表示通过本实用新型的一个实施方式的检查部的状态诊断而得到的检查用信号的例子的图。

图9(a)、9(b)、9(c)是表示通过本实用新型的一个实施方式的检查部的状态诊断而得到的检查用信号的例子的图。

图10是表示通过本实用新型的一个实施方式的检查部的状态诊断而得到的检查用信号的例子的图。

图11是表示本实用新型的一个实施方式的检查部的状态诊断的执行次序的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本实用新型的实施方式。图1所示的本实用新型的一个实施方式的部件安装系统1具有按基板2的传送顺序排列的丝网印刷机11、第一部件安装机12、第二部件安装机13、回流装置14及回流后检查机15。

丝网印刷机11在基板2的电极部3上印刷焊膏，第一部件安装机12在从丝网印刷机11送来的基板2的电极部3上安装部件(电子部件)4。第二部件安装机13在从第一部件安装机12送来的基板2上进行部件4的安装，并且进行基板2上的各部件4的安装状态的检查。回流装置14进行加热安装有部件4的基板2而熔化焊膏的回流焊，从而使部件4固定在基板2的电极部3上。回流后检查机15检查结束了回流焊的基板2上的各部件4的安装状态。在以下说明中，关于丝网印刷机11、第一部件安装机12、第二部件安装机13、回流装置14以及回流后检查机15，将基板2的传送方向设为X轴方向，将与X轴方向正交的水平面内方向设为Y轴方向，将上下方向设为Z轴方向。

在图1中，丝网印刷机11在基座21上具有在X轴方向上延伸的基板传送输送机22，在基板传送输送机22的上方具有平板状的掩模23和在X轴方向上延伸的扁平状的刮板24。在掩模23上设置有与基板2的电极部3的配置对应而配置的开口部23a，通过未图示的刮板移动机构使刮板24在Y轴方向上移动。

在丝网印刷机11所进行的丝网印刷作业中，首先通过基板传送输送机22送入从上游工序侧(部件安装系统1的外部)送来的基板2而定位于掩模23的下方之后，通过未图示的升降装置使基板2上升而从下方与掩模23接触。由此，如果基板2的电极部3与掩模23的开口部23a成为匹配的状态，则向掩模23上供给焊膏，在掩模23上使刮板24在Y轴方向上滑动。通过该刮板24的滑动使焊膏在掩模23上搂在一起，压入到掩模23的开口部23a而转印到基板2(电极部3)。如果焊膏转印到基板2，则通过升降装置使基板2下降而从掩模23分离，使基板传送输送机22动作从而将基板2送出到下游工序侧。

在图1以及图2中，第一部件安装机12在基座31上具有在X轴方向上延伸的基板传送输送机32、和由XY机器人构成的头移动机构33。头移动机构33固定于基座31，并且具有在Y轴方向上延伸的Y轴台33a、在X轴方向上延伸且在Y轴台33a上沿着Y轴方向自由移动的两个X轴台33b、和在各X轴台33b上沿着X轴方向自由移动的两个移动平台33c。在各移动平台33c上安装有安装头35，该安装头35具有吸附口朝向下方的多个吸附嘴34，并且通过头移动机构33的动作(X轴台33b相对于Y轴台33a的移动与移动平台33c相对于X轴台33b的移动的组合)，能够使两个安装头35分别在XY面内移动。

在与基座31的Y轴方向面对的两个部位设置有带式送料器等多个部件供给装置36，各部件供给装置36分别向预定的部件供给位置36a(图2)供给部件4。在各安装头35上设置有拍摄视野朝向下方的基板照相机37，并在基座31上的隔着基板传送输送机32的两个部位上设置有拍摄视野朝向上方的部件照相机38。

在第一部件安装机12所进行的基板2上的部件4的安装作业中，首先，通过基板传送输送机32送入并定位从上游工序侧的丝网印刷机11送来的基板2。如果定位了基板2，则使头移动机构33动作而使一个安装头35移动，通过该安装头35所具有的基板照相机37拍摄设置于基板2上的对角位置的一对基板标记(未图示)。于是，算出通过基板照相机37的拍摄而得到的基板标记的位置与基板2的标准位置的位置偏差。

如果算出基板2的位置偏差，则使头移动机构33动作而使两个安装头35分别在部件供给装置36与基板2之间来往，通过吸附嘴34的吸附动作与吸附解除动作，将各部件供给装置36所供给的部件4搬运并安装到基板2的电极部3上。

在使吸附嘴34所吸附的部件4安装到基板2的期间，使部件4经过部件照相机38的上方，部件照相机38拍摄部件4而检测部件4相对于吸附嘴34的位置偏差(吸附偏差)。于是，在进行部件4向基板2的安装时进行吸附嘴34的位置校正，以消除已检测的基板2的位置偏差和吸附偏差。如果结束了部件4相对于基板2的安装，则使基板传送输送机32动作而使基板2送出到下游工序侧。

在图1以及图3中，第二部件安装机13具有如下结构：从上述第一部件安装机12所具有的头移动机构33的一个移动平台33c卸下安装头35并在该位置安装有拍摄视野朝向下方的摄像头40，并且卸下处于安装了该摄像头40一侧的部件供给装置36和部件照相机38。对于与安装头35所进行的基板2上的部件4的安装作业相关的结构和作业的内容，与第一部件安装机12的情况相同。

摄像头40为具有作为使用激光和受光元件的一种传感器的结构的拍摄单元，如图4所示，具有由PSD(position sensitive device：位置敏感器件)、PD(photodiode：光电二极管)等构成的多个光电转换元件40a、和将各光电转换元件40a所输出的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器40b。摄像头40经由与光电转换元件40a的数量对应的多个信号传输线缆41而连接到控制装置50(也可以参照图3)。在控制装置50设置有图像生成部50a、图像识别部50b、判定部50c以及结果输出部50d，显示装置60与结果输出部50d连接。

在图5以及图6(a)-6(d)中，在X轴台33b与移动平台33c之间，设置有伴随移动平台33c相对于X轴台33b的移动动作而变形的线缆保护引导构件42，多个信号传输线缆41容纳于该线缆保护引导构件42内，以进行保护和引导。如果摄像头40相对于X轴台33b移动，则多个信号传输线缆41在线缆保护引导构件42内伸缩。

摄像头40所具有的光电转换元件40a输出与接收的光的强度对应的模拟信号(电压信号)。通过组合摄像头40沿着X轴台33b的向X轴方向的移动和X轴台33b沿着Y轴台33a的Y轴方向移动，摄像头40能够对基板2进行XY面内方向上的扫描，由此能够进行基板2整体的拍摄。

A/D转换器40b对光电转换元件40a所输出的模拟信号进行A/D转换从而生成表示亮度值的数字信号。

控制装置50的图像生成部50a基于从摄像头40经由信号传输线缆41送来的数字信号而生成检查用图像，控制装置50的图像识别部50b基于图像生成部50a所生成的检查用图像而进行图像识别。由此控制装置50能够掌握由摄像头40拍摄的部件4的位置、形状等。

控制装置50的判定部50c基于在图像识别部50b中识别的部件4的位置、形状等，对由摄像头40拍摄的部件4在基板2上的安装状态进行检查(好坏判定)。

在存在判定部50c判定为基板2上的安装状态不良的部件4的情况下，控制装置50的结果输出部50d确定出该部件4的基板2上的位置并显示于显示装置60。由此部件安装系统1的操作员能够识别出基板2上的安装状态不良的部件4，能够采取将该基板2从生产线取出等适当的措施。

上述结构的第二部件安装机13以与第一部件安装机12所进行的基板2上的部件4的安装次序同样的次序进行了部件4相对于基板2的安装之后，使摄像头40移动而进行安装于基板2上的部件4的拍摄，基于得到的检查用图像来进行部件4相对于基板2的安装状态的检查。

在图1中，回流装置14在基座71上具有在X轴方向上延伸的基板传送输送机72和回流炉73。基板传送输送机72接收从上游工序侧的第二部件安装机13送出的基板2并向下游工序侧的回流后检查机15传送，在此期间，回流炉73加热基板2而使基板2上的焊膏熔化。由此，使安装于基板2的各部件4固定在基板2的电极部3上。

在图1以及图7中，回流后检查机15具有如下结构：从前述第二部件安装机13所具有的头移动机构33卸下安装头35，并且从基座31上卸下部件供给装置36和部件照相机38。因此，回流后检查机15具有与第二部件安装机13相同的检查基板2上的部件4的安装状态的功能，通过基板传送输送机32送入由回流装置14进行了回流焊的基板2，进行基板2上的部件4的安装状态的检查。

上述本实施方式的部件安装系统1具有：部件安装部R1(图1)，将部件4安装于基板2；以及检查部R2(图1)，通过摄像头40拍摄由部件安装部安装于基板2的部件4从而生成检查用图像，基于该生成的检查用图像来进行部件4相对于基板2的安装状态的检查。部件安装部R1分别相当于第一部件安装机12和第二部件安装机13的一部分(包括安装头35的部分)，检查部R2分别相当于第二部件安装机13的一部分(包括摄像头40的部分)和回流后检查机15。于是，在摄像头40或信号传输线缆41发生了损坏、劣化等(损坏等)的情况下，各检查部R2具有能够发现该情况的状态诊断功能，以下对其进行说明。

如图4所示，在各检查部R2的控制装置50(第二部件安装机13所具有的控制装置50或者回流后检查机15所具有的控制装置50)中，具有经由信号传输线缆41而输入来自摄像头40的信号的诊断部50e。在光电转换元件40a没有接收光的状态(检查部R2处于没有通过摄像头40进行拍摄动作的待机状态)下，该控制装置50的诊断部50e在检测到由操作员进行了诊断开始开关51的操作的情况下，进行头移动机构33的动作控制，使摄像头40(安装有摄像头40的移动平台33c)沿着X轴台33b以最大行程MS(图6(a)-6(d))数次往复移动，并且将各光电转换元件40a在没有接收光的状态下输出的信号作为检查用信号而采集一定时间。

在此，各光电转换元件40a在没有接收光的状态下输出的信号为模拟信号(电压值)，该模拟信号通过A/D转换器40b转换为数字信号，因此控制装置50的诊断部50e经由信号传输线缆41接收的信号为数字信号。

如图6(a)-图6(d)所示，在X轴台33b上的摄像头40的可移动区域的一端侧的端部为A、另一端侧为B的情况下，摄像头40的最大行程MS是指使摄像头40从端部A移动到端部B时(图6(a)→图6(b)→图6(c)→图6(d))或者使摄像头40从端部B移动到端部A时(图6(d)→图6(c)→图6(b)→图6(a))的摄像头40的移动行程，使摄像头40以最大行程MS往复移动是指使摄像头40以端部A→端部B→端部A或者端部B→端部A→端部B的方式移动。

图8、图9(a)、9(b)、9(c)以及图10是表示使摄像头40以最大行程MS四次往复移动并且从一个信号传输线缆41获取的检查用信号的输出电平的时间变化的例子。这些图中所示的符号“A”、“B”表示摄像头40的可移动区域上的摄像头40的位置，在各图中，以符号G表示往复一个最大行程MS的量的采集数据的范围。

图8是检查用信号的输出电平持续收敛于基准范围D内的情况的例子。在此“基准范围D”是指，在考虑了噪声影响所产生的偏差的基础上将假定摄像头40和信号传输线缆41的双方在没有异常的情况下输出的数字信号的值预先设定而成的范围，并且存储于控制装置50的存储部50f(图4)。在上述检查用信号的输出电平持续收敛于基准范围D内的情况下，控制装置50的诊断部50e判断为摄像头40以及全部的信号传输线缆41正常。

图9(a)、9(b)、9(c)是从信号传输线缆41传输来的检查用信号的输出电平处于持续偏离基准范围D的状态的情况的例子。更详细地说，图9(a)是持续输出相对于基准范围D极端大的输出电平的检查用信号的情况的例子，图9(b)是持续输出相对于基准范围D极端小的输出电平的检查用信号的情况的例子，图9(c)是交替并持续输出相对于基准范围D极端大的输出电平的检查用信号和极端小的输出电平的检查用信号的情况的例子。在这些情况下，认为光电转换元件40a的性能明显存在问题(也有极少的情况是A/D转换器40b产生了不良情况)，控制装置50的诊断部50e判断为摄像头40存在异常。

图10是从信号传输线缆41传输来的检查用信号的输出电平没有处于持续偏离基准范围D的状态，但摄像头40在经过特定位置时检查用信号的输出电平暂时偏离基准范围D的情况的例子，在该情况下，认为检查用信号的输出电平处于与摄像头40沿着X轴台33b的往复移动对应而周期且瞬间极端大的上升的状态。

对此，考虑到：容纳于线缆保护引导构件42的信号传输线缆41在伴随摄像头40的移动动作而成为预定的屈曲状态时信号传输处于非正常的情形，由于信号传输线缆41反复进行一定的变形，信号传输线缆41的一部分的部位(例如图6(a)-6(d)中所示的部位P)反复伸缩而引起断线等。因此，在摄像头40经过特定位置时得到的检查用信号的输出电平处于暂时偏离基准范围D的状态，此时控制装置50的诊断部50e判断为传输该检查用信号的信号传输线缆41存在异常。

在部件安装系统1的各检查部R2的状态诊断(状态诊断方法)中，首先，检查部R2的控制装置50的诊断部50e检测由操作员进行了诊断开始开关51的操作。操作员对诊断开始开关51进行的操作除了在基板生产作业的开始时和结束时进行以外，还可以在与检查用图像的获取没有关系的任意时刻进行，因此诊断部50e总是进行是否对诊断开始开关51进行了操作的判断(图11所示的步骤ST1)，在检测到由操作员进行了诊断开始开关51的操作的情况下，进行头移动机构33的动作控制而使摄像头40沿着X轴台33b以最大行程MS数次往复移动，并且将光电转换元件40a在没有接收光的状态下分别从多个信号传输线缆41传输来的各数字信号作为检查用信号而采集一定时间(图11所示的步骤ST2所示的检查用信号采集工序)。

如果将分别从多个信号传输线缆41传输来的各数字信号作为检查用信号而采集了一定时间，则控制装置50的诊断部50e基于该结果来进行检查部R2的状态诊断即诊断执行工序(以下的步骤ST3~步骤ST7)。

在该诊断执行工序中，首先，检查采集的多个检查用信号中的至少一个检查用信号的输出电平是否处于持续偏离基准范围D的状态(图11所示的步骤ST3)。其结果是，在至少一个检查用信号的输出电平处于持续偏离基准范围D的状态的情况下，判断为摄像头40存在异常并将其主旨经由结果输出部50d而显示于显示装置60(图11所示的步骤ST4)。

另一方面，在步骤ST3中全部的检查用信号的输出电平没有处于持续偏离基准范围D的状态的情况下，接着，诊断部50e检查至少一个检查用信号的输出电平是否处于暂时偏离基准范围D的状态(图11所示的步骤ST5)。其结果是，在至少一个检查用信号的输出电平处于暂时偏离基准范围D的状态的情况下，判断为输出了该输出电平处于暂时偏离基准范围D的状态的数字信号的信号传输线缆41存在异常，并将其主旨经由结果输出部50d而显示于显示装置60(图11所示的步骤ST6)。

另一方面，在步骤ST5中任一检查用信号的输出电平均没有处于暂时偏离基准范围D的状态的情况，即全部的检查用信号的输出电平持续收敛于基准范围D内的情况下，诊断部50e判断为摄像头40以及全部的信号传输线缆41正常(无异常)，并将其主旨经由结果输出部50d而显示于显示装置60(图11所示的步骤ST7)。

对于经由这样的显示装置60而表示的检查部R2的状态诊断的结果，部件安装系统1的操作员在显示装置60显示了摄像头40存在异常时，进行将摄像头40更换为正常的摄像头的作业，在显示装置60显示了信号传输线缆41存在异常时，进行将信号传输线缆41的整体或者认为异常的信号传输线缆41更换为正常的线缆的作业。

在上述本实施方式的部件安装系统1以及部件安装系统1的状态诊断方法中，将摄像头40的光电转换元件40a在没有接收光的状态下使摄像头40移动而从信号传输线缆41传输的数字信号作为检查用信号而采集一定时间，基于得到的结果，在摄像头40经过特定位置时检测出检查用信号的输出电平处于暂时偏离预先设定的基准范围D的状态的情况下，判断为信号传输线缆41存在异常，并且能够在与检查用图像的获取没有关系的任意时间进行状诊断，因此能够尽早发现检查部R2内的损坏等的部位的发生，容易确定出损坏等的部位。

产业上的可利用性

提供一种部件安装系统，能够尽早发现检查部内的损坏等的部位的发生，能够容易确定出损坏等的部位。

Claims (2)

1.一种部件安装系统，具有：部件安装部，将部件安装于基板；以及检查部，通过摄像头拍摄由部件安装部安装于基板的部件而生成检查用图像，基于该生成的检查用图像来检查部件相对于基板的安装状态，上述检查部具有：设置于摄像头的光电转换元件和将上述光电转换元件所输出的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器；以及信号传输线缆，容纳于伴随上述摄像头的移动动作而变形的线缆保护引导构件内，并传输从A/D转换器输出的数字信号，

上述部件安装系统的特征在于，还具有诊断部，将上述光电转换元件在没有接收光的状态下使摄像头移动而从上述信号传输线缆传输的数字信号作为检查用信号而采集一定时间，基于得到的结果在上述摄像头经过特定位置时检测出上述检查用信号的输出电平处于暂时偏离预先设定的基准范围的状态的情况下，判断为上述信号传输线缆存在异常。

2.如权利要求1所述的部件安装系统，其特征在于，

上述光电转换元件在没有接收光的状态下输出的模拟信号为上述检查部在摄像头没有进行拍摄的待机状态下输出的信号。

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